例談模型建構(gòu)在初中生物教學(xué)中的實(shí)踐

張曉蘭

摘要

模型建構(gòu)是一種符合初中學(xué)生特點(diǎn)的創(chuàng)新性的教學(xué)方法。在初中生物教學(xué)中實(shí)施模型建構(gòu)教學(xué)，是符合新課程改革的重要措施。在初中生物課堂教學(xué)中，教師可以嘗試開展物理模型、數(shù)學(xué)模型、概念模型等相關(guān)的課堂教學(xué)活動(dòng)，以提高學(xué)生的課堂參與度和教學(xué)效率。

關(guān)鍵詞

模型建構(gòu) 初中生物 教學(xué)實(shí)踐

生物學(xué)模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對(duì)認(rèn)知對(duì)象所做的一種簡(jiǎn)化的概括性描述，它可以實(shí)物化、數(shù)據(jù)化，也可以系統(tǒng)化，是人們了解事物的一種有效途徑。生物學(xué)模型一般分為物理模型、數(shù)學(xué)模型和概念模型。模型建構(gòu)教學(xué)是以生物教學(xué)為基礎(chǔ)，以建構(gòu)模型為載體的創(chuàng)新性教學(xué)模式?！读x務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2011年版）將倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)作為基本理念之一，力圖改變學(xué)生被動(dòng)接受的狀態(tài)，引導(dǎo)學(xué)生積極參與課堂教學(xué)。模型建構(gòu)教學(xué)過(guò)程恰好是引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與、動(dòng)手動(dòng)腦的過(guò)程，是以模型建構(gòu)為核心的探究性學(xué)習(xí)。因此，在初中生物教學(xué)過(guò)程中加強(qiáng)模型建構(gòu)的教學(xué)方式具有重要意義。

一、模型建構(gòu)實(shí)施的重要意義

模型建構(gòu)是一種創(chuàng)新性的教學(xué)方法，豐富了教學(xué)形式，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)模式的多樣化，為參與教學(xué)的生物教師提供了更多的教學(xué)思路。同時(shí)在教學(xué)的過(guò)程中充分融入了多學(xué)科的融合優(yōu)勢(shì)，體現(xiàn)了素質(zhì)教育對(duì)學(xué)生全面發(fā)展的要求，培養(yǎng)了學(xué)生操作、分析、歸納、表達(dá)的思維品質(zhì)。

二、模型建構(gòu)在初中生物教學(xué)中的實(shí)踐

1.物理模型——實(shí)物化模型，簡(jiǎn)單直觀。

物理模型是生物學(xué)中一種常見(jiàn)的模型，是以實(shí)物或者圖畫形式直觀地表達(dá)認(rèn)識(shí)對(duì)象特征的模型，模擬客觀事物的某些功能和性質(zhì)。它能夠形象地展示所要學(xué)習(xí)的物體的基本特征與功能，在建構(gòu)的過(guò)程中要求抓住原型的本質(zhì)特征，利用身邊的材料和用具將原型實(shí)物化，并通過(guò)研究模型來(lái)建構(gòu)相應(yīng)的理論知識(shí)。

教學(xué)案例：三道免疫防線的作用原理。

免疫是八年級(jí)生物教學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn)，內(nèi)容多且比較抽象，而初中階段的學(xué)生思維大多還停留在具象思維，無(wú)法深入理解其作用原理，因此傳統(tǒng)的教學(xué)多以書面總結(jié)的方式來(lái)強(qiáng)制要求記憶。但是這樣的方式不僅不能激起學(xué)生的興趣，而且收到的教學(xué)效果也是不盡如人意。于是在設(shè)計(jì)這節(jié)課時(shí)，教師嘗試將人體的三道防線建構(gòu)成物理模型，方法如表1。

教師在選擇材料的過(guò)程中要關(guān)注生活，激發(fā)學(xué)生的思維創(chuàng)造力;在教學(xué)過(guò)程中，要讓學(xué)生親自動(dòng)手操作，體驗(yàn)三道防線阻擋并消滅抗原的作用原理，幫助學(xué)生突破免疫這個(gè)難點(diǎn)。通過(guò)這種方式將復(fù)雜的生物學(xué)問(wèn)題變得直觀明了，易于理解，同時(shí)也能促進(jìn)學(xué)生的綜合運(yùn)用能力和分析能力的提高。

2.數(shù)學(xué)模型——數(shù)據(jù)化模型，科學(xué)準(zhǔn)確。

數(shù)學(xué)模型是指通過(guò)符號(hào)、公式、圖像等數(shù)學(xué)語(yǔ)言和數(shù)學(xué)工具，運(yùn)用數(shù)理邏輯方法建構(gòu)的模型。它最大的優(yōu)點(diǎn)是可以將一個(gè)復(fù)雜的生物學(xué)問(wèn)題借助數(shù)學(xué)模型建構(gòu)轉(zhuǎn)化成一個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的對(duì)比和分析來(lái)得出相應(yīng)的結(jié)論。

教學(xué)案例：探究溫度對(duì)植物種子萌發(fā)的影響。

在七年級(jí)“探究溫度對(duì)種子萌發(fā)是否有影響”的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生將大豆種子平均分成兩組后，一組放在冰箱里，一組放在室溫條件下，然后統(tǒng)計(jì)種子發(fā)芽數(shù)，計(jì)算7天內(nèi)的發(fā)芽率。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，有的學(xué)生發(fā)現(xiàn)低溫條件下的種子也正常發(fā)芽，而且7天后計(jì)算出的發(fā)芽率也很接近，所以得出結(jié)論：低溫對(duì)種子的萌發(fā)沒(méi)有影響。為了幫助學(xué)生建立正確的認(rèn)知，我們除了要求學(xué)生每天記錄發(fā)芽的種子數(shù)和計(jì)算發(fā)芽率之外，還增加了一個(gè)要求，即實(shí)驗(yàn)結(jié)束后將數(shù)據(jù)通過(guò)EXCEL表格轉(zhuǎn)化成折線圖（如圖1），然后對(duì)折線進(jìn)行分析，通過(guò)分析折線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)、增長(zhǎng)區(qū)域和變化趨勢(shì)，得出“低溫對(duì)植物種子的萌發(fā)是有影響的”。同時(shí)為了深化低溫這一概念，我們還根據(jù)冰箱的保鮮、冷藏、冷凍三個(gè)溫度分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，再繪制成曲線進(jìn)行分析（如圖2）。

在這個(gè)教學(xué)過(guò)程中，我們把生物學(xué)問(wèn)題轉(zhuǎn)變成對(duì)數(shù)學(xué)曲線的分析，借由線條的變化，直觀而清晰地呈現(xiàn)出溫度對(duì)種子萌發(fā)的影響，科學(xué)而準(zhǔn)確。學(xué)生通過(guò)對(duì)不同溫度折線之間的比較和辨析，迅速找出兩者之間的差別，糾正錯(cuò)誤概念，建立科學(xué)認(rèn)知，也培養(yǎng)了分析與辨別的思維能力。

3.概念模型——系統(tǒng)化模型，嚴(yán)謹(jǐn)有序。

概念模型是對(duì)學(xué)習(xí)對(duì)象進(jìn)行簡(jiǎn)單的定性描述的一種模型，經(jīng)常在系統(tǒng)組成和表示相互關(guān)系中運(yùn)用，具有系統(tǒng)、嚴(yán)謹(jǐn)、有序的特點(diǎn)。由于概念模型是直觀地呈現(xiàn)知識(shí)體系，因此它特別適用于復(fù)習(xí)課，能幫助學(xué)生構(gòu)建完整的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。

教學(xué)案例：綠色植物的一生。

在復(fù)習(xí)七年級(jí)上冊(cè)“綠色植物的一生”時(shí)，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生只能機(jī)械地記憶植物各個(gè)器官的特點(diǎn)，無(wú)法將它們與“植物的一生”這個(gè)概念融合起來(lái)，缺乏系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，因此在復(fù)習(xí)的時(shí)候，筆者引入下面這張概念圖（部分留空），用循環(huán)的方式體現(xiàn)植物的一生是一個(gè)循環(huán)往復(fù)的過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生完成，幫助學(xué)生理解植物各個(gè)階段的結(jié)構(gòu)變化，滲透生命生生不息的觀念。

借助概念模型，學(xué)生根據(jù)植物的生長(zhǎng)順序去認(rèn)識(shí)各器官的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，更具條理性，利于記憶。把前后知識(shí)系統(tǒng)地聯(lián)結(jié)起來(lái)，搭建知識(shí)框架，通過(guò)學(xué)習(xí)不斷去補(bǔ)充和完善這個(gè)框架，能幫助學(xué)生更好地理解生物學(xué)相關(guān)概念。

三、模型建構(gòu)的實(shí)施措施

為了能更好地在初中生物課堂教學(xué)中充分實(shí)施模型建構(gòu)，我們還可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行選擇和優(yōu)化。

1.根據(jù)教學(xué)內(nèi)容合理地選擇模型。生物教學(xué)的內(nèi)容涉獵面比較廣，有結(jié)構(gòu)與功能方面的，有物質(zhì)與能量方面的，有進(jìn)化與適應(yīng)方面的，也有穩(wěn)態(tài)與平衡方面的，不同的內(nèi)容適用的模型不同，因此教師在教學(xué)過(guò)程中需要根據(jù)實(shí)際的生物學(xué)問(wèn)題進(jìn)行設(shè)計(jì)和建構(gòu)。

2.根據(jù)學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)建構(gòu)模型。雖然模型建構(gòu)能夠降低學(xué)習(xí)難度，提高教學(xué)效率，但是建構(gòu)的過(guò)程一定要基于學(xué)生已有的認(rèn)知程度和知識(shí)儲(chǔ)備，多從學(xué)生的思維角度出發(fā)，依據(jù)“最近發(fā)展區(qū)”的原理開發(fā)和探究能被學(xué)生接納的模型，切忌過(guò)易或過(guò)難，保持理性定位。

3.根據(jù)課堂生成優(yōu)化模型。建構(gòu)的模型從雛形到成型，從來(lái)不是一步到位的，需要在教學(xué)過(guò)程中反復(fù)調(diào)整，不斷優(yōu)化，因此教師在教學(xué)過(guò)程中要關(guān)注生成，把不合理的、無(wú)法實(shí)際操作的相關(guān)部分進(jìn)行調(diào)整或去除，把充滿創(chuàng)意的點(diǎn)子吸收利用，二次甚至多次建構(gòu)，以期達(dá)到最好效果。

四、結(jié)語(yǔ)

在初中生物課堂教學(xué)中，教師應(yīng)該多嘗試開展模型相關(guān)的課堂教學(xué)活動(dòng)，以提高學(xué)生的課堂參與度，幫助他們更好地學(xué)習(xí)和理解生物學(xué)內(nèi)容，在模型建構(gòu)的過(guò)程中提高教學(xué)效率，構(gòu)建不一樣的生物課堂。

（作者單位：江蘇省常州市武進(jìn)區(qū)前黃實(shí)驗(yàn)學(xué)校）

【參考文獻(xiàn)】

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